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什麽是晶體?其結構如何?

2015-12-31 16:07:00

  日常生活中所用的食鹽(NaCl)是晶體,近代工業上發展的單晶矽、發射激光的紅寶石也是晶體。自然界中除了少數物質,如普通玻璃、塑料、賽璐珞等以外,絕大多數固體狀態的無機物都是晶體。晶體有下列恃點:組成晶體的基本質點(原子、離子或分子)在三維空間排列有一定規律,因而晶體一般都有規則的外形;具有一定的熔點,各向異性等。近代研究方法(如X射線晶體分析等)表明,所有金屬在固態下都是晶體。

  實際晶體中的各類質點(如離子、電子)雖然都在不停的運動著,而通常在討論晶體的結構時,為了簡化對問題的分析,都是從"靜態”的概念出發,且常把構成晶體的原子看成是一個個固定的小球,而不再把它們細分為離子或電子。這樣就可以認為晶體是由一個個原子的小球,按一定凡何形狀排列起來的。而且,可用晶體及晶格結構示意圖(見圖1-1)表示。

  由圖1-1(a)可見,晶體中各原子都是緊密地堆積在一起的,但在研究晶體結構時,為了便於分析,常用一些設想的幾何線條,將各原子的中心連接起來,並將每個原子抽象為一個幾何質點,這樣即得出一個抽象了的幾何空間格架,稱為晶格(見圖1-1b)。

晶體結構

  晶格中各方位的原子層,叫做晶麵。而晶麵則又是由一行行的原子列所組成的。晶格中各葸子列的位向叫晶向。在分析晶體時,為T簡化起見,隻需在晶格中取出一個能代表晶格的最小單元,即晶胞(見圖1-1c)通過対晶胞的研究,可通過對該晶體中原子的排列規律。

  為研究晶體結構的需要,在結晶學中還規定用晶格常數來表示晶胞的幾何尺寸。常用符號a、b及c表示,其尺寸單位為埃(A=1*10的負八次方厘米)。三個晶軸間的夾角,以符號α、β及γ表示,其單位是度。

  在晶體結構研究中,對於對稱性較高的晶體隻需要一、兩個晶格常數即可表明:而對那些對稱性低的複雜晶體,則需要較多的常數。如圖1-1c所示的立方晶格,其晶胞三個棱邊相等(即a=b=c)。三個袖間夾角也相等.且均為直角;因此,隻需要一個常數就足以表示其晶體結構的特征。
 

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